坝基滑移简介

坝基滑移（dam foundation sliding）是坝体在上下游水头差的作用下发生滑动位移的现象。坝基滑移的形式有混凝土基础与地基岩石接触面上的滑移和岩体内的滑移等，后者又分为浅部和深部滑移。混凝土基础与地基岩石接触面上的滑移，属表层平面滑移，主要受接触面抗剪强度的控制。岩体浅部滑移，虽然也可当作平面滑移考虑，但受岩体表层抗剪强度控制，一般在风化、断裂破碎或软弱岩层中出现，滑面常凹凸不平。岩体深部滑移，除滑移控制面外，尚需考虑岩体四周切割面的作用，以及有无临空面等边界条件。对岩体滑移形式和边界形式分析研究，须考虑地下水对坝基的渗透变形，渗透压力及对软弱岩层和构造破碎带的软化，地震以及工程开挖中的卸荷作用；对具有多期构造运动史的地区，必须注意结构面的复合关系，研究结构面和构造岩的转化和改造等。 2100433B

①有足够的强度和刚度，能承受坝体传来的 力，不产生不允许的变形和裂陈。

②有足够的整体性和 均匀性，满足坝基抗滑稳定要求。

③有足够的抗渗性， 满足渗流稳定性要求。

④有足够的抗震稳定性，在地震 等动力作用下坝基岩土不产生滑动、沉陷、液化等现 象。

⑤有足够的耐久性，坝基岩土性能在水的长期作用 下不恶化。 当坝基不能满足某些要求时，可对坝基岩土进行 处理，使其达到上述要求(见岩基处理和软基处理)。 坝基可分为岩质、非岩质和非均质3种。另外在地 质条件复杂的坝址常遇复杂坝基。 岩质坝墓可分为坚岩坝基和软岩坝基。一般 坝基岩石抗压强度大于30MPa为坚岩坝基;小于30 MPa为软岩坝基。坚岩和软岩坝基又均可按岩性分为 不同类型。同类岩性的坝基还有风化程度、岩体结构 (块状、碎裂、层状)、受地质构造破坏的程度的不 同。 非岩质坝基分为砂砾石坝基、砂质坝基和土质 坝基.级配良好的砂砾石坝基具有较高的承载能力，可 做高土石坝及坝高40余m以下的混凝土坝的坝基。 砂质坝基抗管涌能力弱，承载能力和沉陷性能因颗粒 组成、级配、密实度等的不同有很大的变化.均匀的中 细砂层遇地震容易液化。土质坝基防渗性能好，内摩擦 系数小，沉陷过程长。

土质坝基

土质坝基种类繁多，性能相差很 大，因颗粒组成、生成条件等而异。主要有猫土坝基、 壤土坝基等。 非均质坝墓不挖除河床覆盖层的岩质坝基、岩 性不均一的坝基、具有多种沉积物的非岩质坝基均属 此类，其变形、强度、抗渗流等性能往往不均匀，需要 在坝和坝基的设计中妥善处理。 复杂坝墓指有重大地质问题，需要进行复杂处 理的坝基。

岩质复杂坝基

岩质复杂坝基有缓倾角软弱夹层的坝 基、深覆盖层坝基、有深槽的坝基、喀斯特发育的坝基、 有大的断裂构造的坝基等。非岩质复杂坝基有:黄土坝 基、有细砂层或淤泥透镜体的坝基等。 (l)有缓倾角软弱夹层的坝基。坝基岩体中夹有曾 受地质构造破坏，相对软弱的薄岩层，其力学强度低， 遇水易软化或泥化，连续性强，倾角小于30。。这种软 弱夹层对坝基德定最为不利。软弱夹层埋藏于地下，其 分布和性状很不易查清，需根据勘探资料和地质背景、 生成条件等加以综合分析判定。

影响软弱夹层抗剪强度的因素

主要有夹层界面中的软弱物质、界面的状态 (糙度、起伏度)等。根据所夹物质性状，软弱夹层可 分为猫泥型、泥含粉粒碎屑型、碎屑夹泥型、碎屑型等 类型，一般含泥多的界面光滑，起伏度小的软弱夹层抗 剪强度最低。 (2)深筱盖层坝基。有的坝基极盖层深度超过百 米，著名的有巴基斯坦塔贝拉(Tarbela)坝基、加章 大马尼克一3(Manic一3)坝基。这种坝基只能修建土石 坝和低的混凝土坝，需采取复杂的防渗措施。 (3)有深槽的坝基。坝基岩体中有窄而深的槽，充 填软弱物质.需要清除或处理，例如中国姻街子水电站 玄武岩坝基中有深达70余m的深槽。 (4)喀斯特发育的坝基。喀斯特主要发育在灰岩 中，查清其分布规律一般需进行大量勘探工作。防渗处 理不好，可能大量漏水。中国乌江渡重力拱坝，坝高 165m，两岸喀斯特及暗河发育，坝肩附近洞穴回填混 凝土总体积达8万多m”，左岸部分地段沿断层发育的 溶洞深达河床以下200m，用高压灌浆等措施进行大 量复杂的处理，得到成功。 (5)有大断裂构造的坝基。例如河床和岸坡有顺河 断层、横河及斜交断层，甚至活动性断层，对坝基的稳 定、变形、防渗等都有极大影响。 (6)黄土坝基。黄土属大孔隙土，含大量水溶盐， 遇水丧失强度，产生大量沉陷。黄土成因复杂、其湿陷 性有显著差异，对这种坝基要仔细研究处理。 (7)有细砂层或淤泥透镜体的坝基。细砂层有可能 液化，淤泥密度小，沉陷量大、都需仔细研究处理。 2100433B

利用材料塑性变形过程中最大切应力迹线的性质，求解塑性力学边值问题的一种方法，主要用于求解刚塑性材料的平面应变问题。金属材料的塑性变形是金属颗粒在最大切应力方向的相对滑移引起的，滑移的结果形成滑移带，它和最大剪应力迹线是重合的，所以最大切应力迹线又称滑移线。塑性变形体内的滑移线场是两族正交的曲线：一族称为α线,另一族称为β线。图1示出受内压的圆孔周围的滑移线场，α线和β线分别由不同颜色标出。

滑移线法要点

它避开非线性的塑性本构关系，而利用塑性变形过程中的特点，将问题转化为建立滑移线场，然后再由滑移线的性质找出应力分布规律。在刚塑性材料的平面应变问题中，平均正应力σ为两个正应力、之和的一半，而且最大剪应力的值等于剪切屈服极限k，k为常数。因此，只要找出平均正应力σ，便可由σ和k利用微元体的平衡条件，确立正应力分量、和剪应力分量。

在滑移线法中,通常假设材料是理想刚塑性材料,而且体积不可压缩。以θ表示α族滑移线与x轴正向的夹角，则反映平均正应力σ和θ角之间关系的公式为：

沿α线

沿β线

式中沿每一条

滑移线法性质

从亨奇应力方程可以推出滑移线的如下性质：①滑移线上平均正应力的变化和滑移线的转角成正比；②在任何两条同族滑移线间，平均正应力σ和角θ沿另族滑移线的变化都是常值；③如果滑移线的某些线段是直线、则直线上的σ、θ以及应力分量、、都是常值；④如果沿某一滑移线移动，则另一族滑移线在交点处曲率半径的变化等于沿该线所通过的距离；⑤位于两条同族滑移线间的直线滑移线段的长度相等。

滑移线场是通过平衡方程和屈服条件建立的，因而这样求出的、、是满足平衡条件的静力解。为了找到完全解，还要在滑移线场中找出满足位移速度（简称速度）边界条件的速度规律。H.盖林格于1930年根据刚塑性的本构关系和材料的不可压缩条件证明，速度方程的特征线和滑移线是重合的。如以和分别表示质点沿α族和β族滑移线的位移速度，则速度方程式为：

因此，用滑移线法不仅能计算塑性变形体内任一点的应力分量，而且也能计算速度分量，从而得到问题的完全解 。

滑移线法解题的步骤

①根据边界上的受力条件，确定边界上的σ和θ值，进而确定边界及两个不同塑性区域的交界线附近的滑移线场；②按亨奇应力方程找出塑性区内任一点的σ和θ值，进而找出任一点的

在刚塑性的平面应变问题中，经常遇到应力间断和速度间断问题。在刚塑性体形成塑性区的过程中，受拉区和受压区的交界线便是应力间断线（图2），它是两条同一名称滑移线（图2中

在平面应力和轴对称问题中，也有相应的滑移线场理论。滑移线法已被广泛应用于构件的极限设计、金属塑性成型以及土力学。近来还有些学者研究了考虑强化效应的滑移线场问题。计算机也已被用于求解滑移线场的问题。 2100433B